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Anordnung zum Feststellen von Doppelbogen am Ausgang einer Bogenvereinzelungsvorrichtung
Die Erfindung geht aus von einer bekannten Anordnung zum Feststellen von Doppelbogen
am Ausgang einer Bogenvereinzelungsvorrichtung mit Hilfe eines im Abstand über der
Bogenbahn angeordneten Energiesenders, dem gegenüber auf der anderen Seite der Bogenbahn
im Abstand von dieser ein Energieempfänger zugeordnet ist, der beim Absinken der
empfangenen Energie unter einen einstellbaren Wert über einen Verstärker einen Schaltvorgang
auslöst.
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Bogenvereinzelungsvorrichtungen dienen normalerweise dazu, von einem
größeren Stapel einzelne Bogen abzuziehen und einer Maschine zur weiteren Bearbeitung
zuzuführen. Diese Vorrichtungen sind zur Vermeidung von Doppelförderungen mit Zurückhalteelementen,
beispielsweise in Form von Riemen, Rädern od. dgl., versehen, die in einerderBogenförderung
umgekehrten Richtung bewegt werden und durch Reibung oder pneumatisches Ansaugen
an derjenigen Bogenseite angreifen, die der von den Transportorganen erfaßten Seite
gegenüberliegt. Trotz dieser mechanische Zurückhaltevorrichtungen werden gelegentlich
doch noch zwei oder mehr aufeinanderliegendeBogen gleichzeitig vom Stapel abgenommen
und weitertransportiert. Um die dadurch bedingten Störungen in nachgeschalteten
Maschinen auszuschalten, hat man die Vereinzelungsvorrichtungen mit zusätzlichen
Überwachungseinrichtungen oder -anordnungen versehen, deren Aufgabe es ist, die
Förderung von Doppelbogen festzustellen und in einem solchen Falle die Bogenförderung
stillzusetzen oder die Doppelbogen seitlich abzulenken, so daß sie nicht in die
Weiterverarbeitungsmaschinen gelangen können.
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Die bisher bekannten Üb erwachungs anordnungen beruhen grundsätzlich
auf einem Abtasten oder »Messen« der Dicke der am Ausgang der Vereinzelungsvorrichtung
erscheinenden Bogen; von dem ursprünglich benutzten mechanischen Abtasten der Bogendicke,
das leicht zu unerwünschten Störungen des Vorschubes führen und bei Falten- oder
Knitterstellen fehlerhafte Anzeigen ergibt, ist man bereits zu indirekten Dicken-Meßverfahren
übergegangen, bei denen die Dickenmessung oder die Feststellung von Doppelbogen
ohne mechanische Berührung der Bogen erfolgt.
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So ist ein kapazitives Meßverfahren bekanntgeworden, das auf der
Kapazitätsänderung eines Kondensators beruht, zwischen dessen Platten die Bogen
frei hindurchgeführt werden, ferner ein »Durchleuchtungsverfahren«, bei dem mit
Licht- oder Röntgenstrahlen gearbeitet wird, die ein auf der einen Seite der Bogenbahn
angeordneten Energiesender aussendet und ein auf der anderen Seite der Bogenbahn
liegender Energieempfänger empfängt. Der Unterschied in der Ab-
sorption der Strahlung
beim Durchgang eines oder zweier Bogen dient als Kriterium für das Vorliegen eines
einfachen oder eines Doppelbogens.
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Die soeben geschilderten Anordnungen, die kapazitiv oder mit Durchstrahlung
der Bogen arbeiten und jeweils die Gesamtdicke »messen«, sind an sich brauchbar,
wenn es sich um einheitliche Bogen gleicher Dicke, gleichen Feuchtigkeitszustandes
und gleicher Dichte bzw. gleicher Dielektrizitätskonstante handelt; sind diese Bedingungen
nicht erfüllt, dann arbeiten derartige Anordnungen unsicher oder fehlerhaft.
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Schwierigkeiten ergeben sich insbesondere bei Vereinzelungsvorrichtungen
für einzelne Blätter, wie Bankschecks, Totoscheine usw., die nacheinander von einem
Stapel abgezogen und an Maschinen oder Vorrichtungen zur Auswertung ihres Inhaltes
weiterbefördert werden.
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Bei Bankschecks, Totoscheinen und ähnlichen Blättern ist nicht immer
gewährleistet, daß die einzelnen Blätter eine genau gleiche Dicke aufweisen;außerdem
können die Blätter unterschiedlich feucht sein, und schließlich weisen solche Blätter
häufig Falten oder Knitterstellen auf.
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Sowohl bei den Anordnungen zur kapazitiven Dickenmessung als auch
bei den »Durchleuchtungs«-Anordnungen ist es dann nicht mehr möglich, einwandfrei
zwischen zwei dünnen oder einem dickeren Blatt zu unterscheiden. Außerdem wirkt
sich der Feuchtigkeitsgehalt, der bei unterschiedlichen Blättern in weiten Grenzen
schwanken kann, sowie ein gegebenenfalls vorhandener Aufdruck ungünstig aus, selbst
wenn eine Durchleuchtung mit weichen Röntgenstrahlen erfolgt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten
Nachteile der bekannten Anordnungen zurAnzeige vonDoppelbogen bzw. des tÇbereinanderliegens
von Blättern zu vermeiden, insbesondere beim Überprüfen des einwandfreien Arbeitens
von Vereinzelungsvorrichtungen für Blätter ungleicher Dicke und unterschiedlichen
Zustandes.
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Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß im wesentlichen senkrecht
zur Blattebene auftreffende schnelle Luftdruck-Längsschwingungen oder Luftschallwellen
durch ein einzelnes Blatt nur in mäßigem Umfang gedämpft werden, so daß sich in
dem Luftraum hinter dem Blatt durch einen Empfänger für Luftdruck-Längsschwingungen
ein relativ großer Anteil des auf die Vorderseite des Blattes auftreffenden »Schallsignals«
nachweisen läßt, während beim Übereinanderliegen zweier Blätter ein ungewöhnlich
starker Verlust an Schallenergie eintritt, der ganz wesentlich größer ist als derjenige
Verlust, der durch ein einziges Blatt von doppelter Dicke bedingt wäre. Man kann
also durch Erfassen der Größe des Energieverlustes, den die Luftdruck-Längsschwingungen
beim Durchgang durch dünne Blätter erleiden - unabhängig von unterschiedlichen Dicken
und Zuständen der Blätter - genau feststellen, ob es sich um ein einzelnes oder
zwei bzw. mehr übereinanderliegende Blätter handelt.
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Die auf diesen Beobachtungen beruhende erfindungsgemäße Anordnung
zum Feststellen von Doppelbogen am Ausgang einer Bogenvereinzelungsvorrichtung mit
Hilfe eines im Abstand über der Bogenbahn angeordneten Energiesenders, dem gegenüber
auf der anderen Seite der Bogenbahn im Abstand von dieser ein Energieempfänger zugeordnet
ist, der beim Absinken der empfangenen Energie unter einen einstellbaren Wert über
einen Verstärker einen Schaltvorgang auslöst, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
daß Energiesender und -empfänger als Sender und Empfänger für Luftdruck-Längsschwingungen
ausgebildet sind.
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Die bei der erfindungsgemäßen Anordnung ausgenutzte überraschend
starke Dämpfung der Luftdruck-Längsschwingungen beim Hindurchgehen durch zwei übereinanderliegende
Blätter läßt sich offenbar dadurch erklären, daß die Blätter oder zumindest Teile
dieser Blätter, die von den periodisch auftreffenden Drücken der Luftschwingungen
beaufschlagt werden, sich wie nachgiebige Membranen verhalten und in ihrer Berührungsfläche
nicht gleichzeitig und synchron, sondern mit einer zeitlichen Verzögerung schwingen,
wobei ein sehr großer Anteil der Schall-bzw. Schwingungsenergie durch Stoß und Reibung
vernichtet wird. Ein derartiges Verhalten der Blätter ist dadurch möglich, daß die
Blätter oder ihre einzelnen Blattbereiche nur mit den Luftdruck-Längsschwingungen
beaufschlagt werden, da der Geber und der Empfänger für diese Luftdruck-Längsschwingungen
in einem gewissen Abstand von diesen Blattfiächen
liegen, so daß nur die auftreffenden
Luftdruckwellen die Blätter in erzwungene Transversalschwingungen versetzen können.
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Es hat sich gezeigt, daß die günstigsten Ergebnisse mit Luftdruck-Längsschwingungen
erreicht werden, deren Schwingungsfrequenz zwischen 20 und 100 kHz liegt, insbesondere
bei etwa 40 kHz; es können jedoch auch sowohl niedrigere als auch höhere Frequenzen
verwendet werden.
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Es ist an sich aus dem Gebiet der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung
bekannt, Ultraschallwellen zur Feststellung von Fehlern innerhalb von Werkstücken
oder Prüflingen in der Weise zu verwenden, daß man auf dem Prüfling einerseits einen
Sendeschallkopf und andererseits einen Empfangsschallkopf aufsetzt und die Dämpfung
der Schallenergie beim Durchgang durch den Prüfling mißt. Ein Werkstoffehler innerhalb
des Prüflings ergibt eine Schwächung der von dem Empfangsschallkopf aufgenommenen
Schallenergie. Ganz abgesehen davon, daß dieses Ultraschall-Prüfverfahren nur auf
Werkstoffe oder Prüflinge anwendbar ist, die aus homogenem Material mit bestimmten
Elastizitätsmodul bestehen, in dem ein Fehler eine inhomogene Stelle bildet, an
der die Ultraschallwellen reflektiert oder zumindest stark zerstreut werden, müssen
sowohl der Sendeschallkopf als der Empfangsschallkopf fest auf den Prüfling aufgesetzt
werden, da ein auch nur kleiner Luftzwischenraum zwischen diesen Köpfen und demPrüfling
jede Fehlermessung illusorisch machen würde. Diese bekannten Ultraschall-Prüfungsverfahren
sind - wie jeder Fachmann leicht erkennt - zur Lösung der Erfindungsaufgabe, d.
h. zur Feststellung von Doppelbogen oder zur Anzeige eines Übereinanderliegens von
dünnen Blättern, die meist aus Papier, also einem faserigen Material inhomogener
Struktur bestehen, ganz ungeeignet; sie können auch die Erfindung keinesfalls nahelegen.
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Die erfindungsgemäße Lösung ergab sich auch erst dadurch, daß man
die Schallwellen nicht unmittelbar aus dem Geber in die Blätter hinein- und aus
den Blättern nicht direkt in den Empfänger überleitet, sondern die Blätter nur mit
Schallwellen oder Luftdruck-Längsschwingungen in Luft beaufschlagt und auf den Empfänger
ebenfalls nur die Luftschallwellen einwirken läßt.
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Ein praktisch erprobtes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nunmehr
an Hand der Zeichnung, die in teilweise schaubildlicher Form eine Seitenansicht
einer Blattvereinzelungsvorrichtung wiedergibt, ausführlicher beschrieben werden.
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Die gezeigte Vereinzelungsvorrichtung ist so eingerichtet, daß sie
intermittierend einzelne Blätter von einem Stapel von Blättern, beispielsweise Bankschecks,
Fußballtotoscheinen u. dgl., abzieht, und umfaßt ein Magazin 10 zur Aufnahme und
Ausrichtung eines Blätterstapels 11, wobei die Blätter in parallelen lotrechten
Ebenen angeordnet sind, die außerdem paralIel zur Ebene eines Vorschubspaltes zwischen
den vorwärts und rückwärts laufenden Elementen liegen, die jeweils Teile einer im
nachfolgenden beschriebenen Transport- und Rückführvorrichtung bilden. Ferner ist
eine Vorrichtung vorgesehen, die die Vorderfläche des vordersten Blattes 12 des
Stapels in Eingriff mit den vorwärts laufenden Elementen 13 der Blatttransportvorrichtung
bringt, beispielsweise dadurch, daß das Magazin 12 auf einem Förderband 14 gehalten
wird, so daß der Förderer die teilweise
geöffnete Frontfläche des
Magazins 12 gegen die vorwärts laufenden Elemente 13 andrückt.
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Die Blatttransportvorrichtung umfaßt zwei parallellaufende, gezahnte
endlose Gummiriemen 13, die über kontinuierlich angetriebene gezahnte Rollenräder
27 laufen, so daß die Riemen parallelen dreieckigen Bahnen folgen und ihre aufwärts
bewegten lotrechten Bahnstücke die eine Seite des Vorschubspaltes begrenzen. Die
Riemen 13 sind an seitlich mit Abstand voneinander vorgesehenen Teilabschnitten
in Längsrichtung mit Durchlässen versehen, und ihre lotrechten Teilstücke bewegen
sich jeweils vor Saugern 15, die an Unterdruck angeschlossen sind. Auf der den lotrechten
Teilstücken der Riemen 13 gegenüberliegenden Seite des Vorschubspaltes ist eine
durchlöcherte flache Stirnfiäche 16 eines im allgemeinen mit 17 bezeichneten festen
Blattabweisekopfes angeordnet. Innerhalb des Kopfes 17 befindet sich eine nicht
gezeigte Trommel, die Durchlässe in nahezu einer Hälfte ihres Umfanges aufweist,
während ein anderer Teil des Umfanges nach innen auf einen kleineren Radius als
den des mit Durchlässen versehenen Abschnittes zurückgestuft ist. Der durchlöcherte
Trommelabschnitt ragt durch ein Fenster in der durchlochten Stirnfläche 16 hindurch
und etwa über die Ebene dieser Stirnfläche hinaus. Die Trommel wird kontinuierlich
entgegengesetzt zur Richtung der Rollen 27 und synchron zur Bewegung der Riemen
13 gedreht. Die Durchlässe in der Stirnfläche 16 des Abweisekopfes und am Umfang
der Trommel stehen über Ventilöffnungen in der Trommel mit einem nicht gezeigten
Unterdruckbehälter in Verbindung.
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Jenseits des festen Kopfes 17 wirken die Riemen 13 zusammen mit Umlenkrollen
26, die dazu dienen, die Blätter aus dem Betriebsbereich des Rückführkopfes 17 heraus
zu einem nicht gezeigten Lese- und/oder Sortiermechanismus zu fördern.
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Auf jeweils einer Seite der Bahn der intermittierend geförderten
Blätter sind im Bereich der waagerechten Teilstücke der Riemen 13 im wesentlichen
senkrecht zur Ebene der Blätter ein an einen Geber 29 angeschlossener Ausgangskopf
28 und ein Empfänger 30 angeordnet. Der Geber 29 und der Empfänger 30 bestehen aus
je einem Magnetostriktionswandler, der Luftdruck-Längsschwingungen, vorzugsweise
im Ultraschallbereich zwischen 20 und 100 kHz, insbesondere 40 kHz, erzeugt und
empfängt. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf das vorerwähnte Wellenband,
da sowohl höhere als auch niedrigere Frequenzen verwendet werden können, wenn auch
bei Frequenzen unterhalb 20 kHz äußereNebengeräusche zu Schwierigkeiten führen können.
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Die Umsetzungsgeräte 29 und 30 können grundsätzlich beide in geringem
Abstand von der Blätterbahn angeordnet werden. Es ist jedoch zweckdienlicher, die
Luftdruckschwingungen von dem entfernt angeordneten Geber 29 über ein Rohr 31 gemäß
der Zeichnung nach dem Kopf 28 zu führen. Der Geber 29 und auch der Empfänger 30
sind an einen Verstärker 32 angeschlossen, der eine Empfindlichkeits- oder Verstärkungsregelung
aufweist und dessen Ausgang ein Relais 34 mit Ausgangsklemmen 35 steuert.
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Die relaisgesteuerten Ausgangsklemmen 35 sind so geschaltet, daß
sie die Weiterbeförderung der Blätter zu einem nachfolgenden Blattverarbeitungsgerät
steuern. Zum Beispiel kann die Öffnung des Stromkreises über die Klemmen 35, die
sich bei einer Doppelförderung ergibt, dazu verwendet werden, mittels
eines elektromagnetisch
gesteuerten Ventils die Saugköpfe 15 an atmosphärischen Druck anzuschließen und
eine weitere Förderung von dem Stapel 11 zu unterbinden. Ferner kann dadurch mittels
eines weiteren elektromagnetisch gesteuerten Ventils eine Ablenkvorrichtung betätigt
werden, die alle in Übertragungsbewegung befindlichen Blätter nach einem geeigneten
Behälter ableitet. Alternativ können die Klemmen einfach an eine Alarmvorrichtung
angeschlossen werden.
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Im Betrieb wird ein Blätterstapel 11 in das Magazin 10 eingesetzt,
wobei die Blätter parallel zum Vorschubspalt zu liegen kommen und die Frontfläche
des vordersten Blattes 12 in Eingriff mit den aufwärts laufenden Teilstücken der
mit Aussparungen versehenen Riemen 13 kommt. Wenn die ausgesparten Flächen der Riemen
13 den oberen Randteil der Frontfläche des vordersten Blattes 12 erreichen, wirkt
das Vakuum in den hinter den Riemen 13 angeordneten Schuhen 15 durch die Banddurchbrüche
hindurch auf das vorderste Blatt 12 ein und saugt dieses gegen die Bänder 13 an,
wodurch das Blattl2 von dem Stapel abgehoben und in den Bereich des festen Kopfes
17 transportiert wird. Kurz nachdem das vorderste Blatt 12 auf dem Band 13 erfaßt
ist, wird Unterdruck auf die Durchlässe in der Stirnfläche 16 des festen Kopfes
gegeben, wodurch an diese Stirnfläche ein zweites Blatt angesaugt werden kann, das
gegebenenfalls an dem vordersten Blatt 12 anhaftet, während das erste Blatt weiterbewegt
wird, weil die Reibung zwischen zwei aufeinanderliegenden Blättern gering ist. Nachdem
der obere Randteil des vordersten Blattes 12 am festen Kopf entlang befördert wurde
und dessen Durchlässe an Unterdruck angeschlossen worden sind, wird der Unterdruck
den Durchlässen in der umgekehrt laufenden Trommel zugeführt, so daß die Trommel
ein möglicherweise vorhandenes zweites Blatt nach dem Stapel 11 zurücktransportiert.
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Trotz der Zwischenschaltung des vorerwähnten Kopfes 17 gelangen gelegentlich
zwei übereinanderliegende Blätter über den Kopf hinaus und wandern weiter zwischen
den Geberkopf 28 und den Empfänger 30. Beim Einrichten der Maschine wird jedoch
die Empfindlichkeitssteuerung 33 so eingestellt, daß sie innerhalb eines gewissen,
auf die Dicke eines Blattes eingestellten Toleranzbereiches das Relais 34 nicht
betätigt, während durch das Vorhandensein zweier oder mehrerer Blätter zwischen
dem Geberkopf 28 und dem Empfänger 30 ein Signalabfall im Empfänger verursacht wird,
der ausreicht, das Relais zu betätigen, so daß eine weitere Förderung unterbunden
wird und die in Bewegung befindlichen Blätter nach einerRückführstation geleitet
werden, woraus sie später für eine weitere Verarbeitung entnommen werden können.
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Nun ist noch hervorzuheben, daß die besondere Wirksamkeit der beschriebenen
Vorrichtung im Abtasten eines Paares übereinanderliegender Blätter nicht einfach
auf den relativ kleinen Signalverlust zurückzuführen ist, der sich durch die Gegenwart
einer doppelten Blattdicke zwischen den Umsetzungsgeräten ergibt, sondern auf dem
unerwartet großen Signalverlust beruht, der sich an der Zwischenfläche zwischen
den Blättern einstellt. Dies ist in der Praxis von besonderer Bedeutung, da die
Vorrichtung hierdurch in der Lage ist, zwischen einem weiten Bereich einzelner Blattdicken
und dem Vorhandensein zweier übereinanderliegender Blätter genau zu unterscheiden.
Ferner ist die Vorrichtung - zum Unterschied von photoelektrischen
Geräten
- unempfindlich gegen eine Veränderung in der Farbdichte der Blätter und kann aus
weniger dauerhaften Einzelteilen bestehen.